92053792-laporan-sesungguhnya

Perencanaan Bangunan Penyediaan Air Minum

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Air merupakan kebutuhan yang essensial bagi manusia karena air digunakan

untuk memenuhi kebutuhan pokok sehari-hari seperti minum, mandi, mencuci dan

lain-lain. Secara umum manfaat air bagi kehidupan manusia meliputi dua aspek,

yaitu:

Aspek Internal

Yaitu air yang berperan dalam tubuh manusia, misalnya untuk keperluan

minum, proses metabolisme, melarutkan bahan makanan, dan lain-lain.

Aspek Eksternal

Yaitu peranan air di luar tubuh manusia, misalnya untuk keperluan industri,

pertanian, transportasi, dan lain-lain.

Ketersediaan air di bumi yang dapat dikonsumsi oleh manusia terdiri dari :

Air Hujan

Air Permukaan

Air Tanah

Dari ketiga macam air di atas, yang dapat langsung dikonsumsi oleh manusia

adalah air hujan dan air tanah dengan kriteria tertentu. Air permukaan yaitu air hujan

yang telah terendapkan di permukaan bumi selama beberapa lama dan tidak dapat

dikonsumsi langsung karena rentan terhadap penyebaran penyakit yang dapat

disebarkan melalui air (water borne disease). Oleh karena itu, untuk mendapatkan air

yang sesuai dengan kualitas yang diharapkan air harus diolah terlebih dahulu sebelum

akhirnya dikonsumsi oleh manusia.

1.2 Gambaran Umum

Teknik lingkungan


Kota Bintank merupakan Kota yang memiliki jumla kepadatan penduduk pada

tahun 2012 sebesar 2359 jiwa dan pada tahun 2037 diperkirakan sebesar 3685 jiwa

dengan luas wilayah ± 5,88 Ha dengan kontur naik turun di atas permukaan tanah dan

salah satu sumber air baku yang digunakan di Kota Bintank ini adalah Sungai Bulan.

Penggunaan lahannya didominasi oleh pemukiman, sekolah, perkantoran,

pasar dan selebihnya digunakan untuk pertanian dan ruang terbuka. Kota Bintank

merupakan daerah yang berkembang pesat dibidang industri dan perdagangan.

Infrastruktur yang sudah ada di Kota Bintank adalah jalan dengan perkerasan,

jaringan listrik, jaringan telepon dan pipa distribusi air bersih.

Melihat Kota Bintank merupakan kota yang sedang berkembang, maka dalam

penyediaan air bersih perancangannya ditargetkan mencapai 90% secara bertahap.

1.3 Tahapan Perencanaan Perancangan

Perancangan yang dibuat meliputi design teknik untuk bangunan pengambilan

air sistem pengolahan air bersih, design teknik untuk bangunan pengolahan air serta

rancangan fasilitas penunjang. design teknik yang dimaksud selain terdiri dari nota

perhitungan (design note), design sistem (skema) dan design bangunan yang terdiri

dari (denah, tampak, potongan dan detail), selain itu juga memuat perkiraan anggaran

biaya pelaksanaan pekerjaan dan spesifikasi teknis untuk pelaksanaan pekerjaan.

Perancangan sistem pengolahan yang akan digunakan adalah sistem pengolahan

konvensional dan jenis bangunan pengolahan sesuai dengan kualitas air baku di Kota

tersebut.

Lokasi kegiatan perancangan bangunan pengolahan air minum ini terletak di

Kota Bintank, Kabupaten Kubu Raya, Pontianak, Kalimantan Barat. Perancangan

bangunan pengolahan air minum ini dibangun di Kota Bintank karena Kota Bintank

belum memiliki sistem pengolahan air minum yang baik. Oleh karena itu, perlu

dibuat sistem rancangan teknik bangunan pengolahan air minum yang sesuai dengan

kondisi Kota Bintank sehingga mampu menghasilkan air bersih sesuai standar baku

Teknik lingkungan


mutu air bersih yang berlaku (Kepmenkes RI No. 907/MENKES/SK/VII/2002) dan

dapat dimanfaatkan dengan baik bagi masyarakat di Kota Bintank.

Perencanaan sistem bangunan pengolahan air minum di Kota Bintank ini akan

menggunakan sumber air dari Sungai Bulan. Sungai Bulan ini lebarnya ± 3,5 meter

dan kedalaman ± 5 meter memiliki debit 38 liter/detik, muka air rendah 1 meter dan

muka air tinggi / banjir tidak melimpas melewati tebing 5 meter. Debit yang tersedia

pada Sungai Bulan pada kondisi normal adalah 38 liter/detik. Karena kebutuhan air

untuk Kota Bintank pada tahun 2037 adalah 30 liter/detik berarti debit yang tersedia

pada sungai cukup untuk memenuhi kebutuhan tersebut.

1.4 Sistematika Laporan Perancangan

Laporan perancangan bangunan pengolahan air minum untuk Kota Bintank akan disusun dengan urutan sebagai berikut:

• BAB I Pendahuluan yang berisi keterangan mengenai kenapa dan dimana

perancangan dibuat, uraian singkat tentang kondisi lokasi kegiatan

perancangan, cakupan pekerjaan perancangan dan tata urut isi laporan

perancangan.

• BAB II Sumber Air Baku.

• BAB III Perencanaan Sistem Pengolahan Air.

• BAB IV Rancangan Bangunan Pengolahan Air.

• BAB V Rancangan Fasilitas Penunjang.

• BAB VI Perkiraan Anggaran Biaya Pelaksanaan Pekerjaan

Teknik lingkungan


BAB II

SUMBER AIR BAKU

Sumber air baku yang digunakan Kota Bintank berasal dari Sungai Bulan

yang terletak 28 m dari Kota Bintank yang memiliki lebar 3,5 m dan kedalaman 5 m

serta dengan kontur yang tidak rata. Data jumlah sarana dan prasarana yang dimiliki

Kota Bintank dapat dilihat pada tabel 2.1

Tabel 2.1 Jumlah Fasilitas Kota Bintank

no Fasilitas Jumlah ( unit )

1 Perkantoran 5

2 Perdagangan

a. Pasar 3

b. Pertokoan 7

c. Pemotongan hewan 1

3 Sekolah

a. SD 2

b. SMP 1

c. SMA 1

4 Puskesmas 3

5 tempat ibadah

a. Masjid 3

b. Gereja 2

6 Terminal 1

7 Hidran 2

8 keran umum 2

Sumber : Data Sekunder

Teknik lingkungan


Berdasarkan proyeksi jumlah penduduk diperkirakan jumlah penduduk Kota

Bintank pada tahun 2037 mencapai 3685 jiwa. Perkiraan jumlah penduduk untuk tiap

tahunnya dapat dilihat dari tabel 2.2.

Tabel 2.2 Proyeksi Jumlah Penduduk

TahunTahun

Proyeksi Jumlah Penduduk2012 23592013 1 24022014 2 24452015 3 24892016 4 25342017 5 25792018 6 26262019 7 26732020 8 27212021 9 27702022 10 28202023 11 28712024 12 29222025 13 29752026 14 30282027 15 30832028 16 31382029 17 31952030 18 32532031 19 33112032 20 33712033 21 34312034 22 34932035 23 35562036 24 36202037 25 3685

Sumber : Analisis Data

Pada Kota Bintank menggunakan standar penggunaan air sebesar 140 L/org

sehingga dapat diketahui perhitungan kebutuhun air penduduk Kota Bintank yang

dapat dilihat pada tabel 2.3.

Teknik lingkungan


Tabel 2.3 Perhitungan Kebutuhan Air Penduduk Kota Bintank

jenis kebutuhankebutuhan pada tahun ( liter/ hari )

2012 2017 2022 2027 2032 2037

Σ kebutuhan desa 1201478 1235622 1273095 1314016 1358838 1407548

Σ fasilitas ( l / hari ) 577200 577525 577860 578205 578560 578925

Losses 1327717 1263115 1198179 1132745 1066726 999887

Σ total kebutuhan air pada tahun n 3106395 3076262 3049134 3024965 3004125 2986360

% pelayanan 35% 45% 55% 65% 75% 85%∑ Total Kebutuhan air dengan % pelayanan (L/hari) 1087238 1384318 1677024 1966227 2253094 2538406∑ Total Kebutuhan air dengan % pelayanan (L/det) 12,58 16,02 19,41 22,76 26,08 29,38

Sumber : Analisis Data

Pemakaian air rata-rata pada hari maksimum setiap 5 tahun selama 25 tahun dapat dilihat pada tabel 2.4

Tabel 2.4 Pemakaian Air pada Hari Maksimum

Tahun Pemakaian rata-rata L/det

Faktor Hari MaxPemakaian Hari Max L/det

2012 13 1,1 142017 16 1,1 182022 19 1,1 212027 23 1,1 252032 26 1,1 292037 29 1,1 32

Sumber : Hasil Analisis

Air Sungai Bulan dipilih sebagai sumber air baku, karena kualitas air pada

sungai ini masih dalam keadaan baik sehingga pengolahan yang digunakan tidak

terlalu rumit.

Dalam Perencanaan Bangunan Penyediaan Air Bersih harus terlebih dahulu

mengetahui kualitas standar air baku dan standar air minum yang digunakan sebagai

pembanding dari beberapa parameter.

2.1 Standar Kualitas AirAir yang akan diolah untuk kebutuhan penduduk Kota Bintank ditargetkan

sesuai dengan standar kualitas air bersih yang ada di Indonesia saat ini. Standar

kualitas air bersih antara lain menggunakan Permenkes RI No.

416/Menkes/Per/IX/1990 tentang Syarat – Syarat dan Pengawasan Kualitas Air dan

standar kualitas air minum menggunakan Peraturan Pemerintah Republik Indonesia

Teknik lingkungan


Nomor 82 Tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian

Pencemaran Air berdasarkan pembagian kelas. Tabel mengenai standar kualitas air

minum, kualitas Sungai Bulan, dan perbandingan antara standar kualitas air minum

dan kualitas Sungai Bulan dapat dilihat pada tabel 2.5.

Tabel 2.5 Persyaratan Kualitas Air Minum Berdasarkan Peraturan Pemerintah

Nomor 82 Tahun 2001

I II III IV

1 Temperatur **) °C ±3 ±3 ±3 ±5

2 Residu Terlarut (TDS) **) mg/L 1000 1000 1000 2000

3 Residu Tersusupensi (TSS) mg/L 50 50 400 400

4 Warna **) Pt-Co 50 50 50 50

5 Turbidity **) NTU (-) (-) (-) (-)

6 pH - 6 s/d 9 6 s/d 9 6 s/d 9 5 s/d 9

7 BOD mg/L 2 3 6 12

8 COD mg/L 10 25 50 100

9 DO **) mg/L 6 4 3 0

10 Total Posfat sebagai P mg/L 0,2 0,2 1 5

11 Nitrat sebagai NO3-N mg/L 10 10 20 20

12 Nitrit sebagai NO2-N mg/L 0,06 0,06 0,06 -

13 Amoniak sebagai NH3-N mg/L 0,5 (-) (-) (-)

14 Besi (fe) mg/L 0,3 (-) (-) (-)

15 Mangan (Mn) mg/L 0,1 (-) (-) (-)

16 Seng (Zn) mg/L 0,05 0,05 0,05 2

17 Tembaga (Cu) mg/L 0,02 0,02 0,02 0,2

18 Cadmium (Cd) mg/L 0,01 0,01 0,01 0,01

19 Timbal (Pb) mg/L 0,03 0,03 0,03 1

20 Arsen (As) mg/L 0,05 1 1 1

21 Merkuri (Hg) mg/L 0,001 0,002 0,002 0,005

22 Khrom Heksavalen (Cr°) mg/L 0,05 0,05 0,05 1

23 Khlorida (Cl) mg/L 600 600 (-) (-)

24 Sianida (CN) mg/L 0,2 0,2 0,02 (-)

25 Fluorida (F) **) mg/L 0,5 1,5 1,5 (-)

26 Khlorida Bebas (Cl2) **) mg/L 0,03 0,03 0,03 (-)

27 Sulfat (SO4) mg/L 400 (-) (-) (-)

28 Belerang (H2S) **) mg/L 0,002 0,002 0,002 (-)

29 Minyak dan Lemak mg/L 1 1 1 1

30 Deterjen sebagai MBAS mg/L 0,2 0,2 (-) (-)

31 Fenol mg/L 0,001 0,001 (-) (-)

32 Fecal Coliform **) Koloni/100 mL 100 1000 2000 2000

33 Total Coliform **) Koloni/100 mL 1000 5000 10000 10000

Kelas Mutu AirNo Parameter Uji Satuan

Sumber: Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 82 Tahun 2001

Teknik lingkungan


Keterangan :

mg = miligram L = Liter

ug = mikrogram Bq = Bequerel

MBAS = Methylene Blue Active Substance ml = militer

ABAM = Air Baku untuk Air Minum

Dalam perencanaan ini, sumber air yang akan digunakan berasal dari Sungai

Bulan. Data-data mengenai kualitas air baku Sungai Bulan beserta hasil perbandingan

dengan kualitas air berdasarkan PP No. 82 tahun 2001 dapat dilihat pada tabel 2.5.

Berdasarkan tabel kualitas minum berdasarkan PP No. 82 tahun 2001 yang

dibandingkan dengan kualitas air baku Sungai Bulan dapat disimpulkan sebagian

besar dari parameter-parameter air baku Sungai Bulan masih memenuhi standar baku

mutu yang diijinkan. Namun ada parameter yang melebihi baku mutu, yaitu TSS,

BOD, DO, Kekeruhan, Besi dan NO2

Tabel 2.6 Standar Kualitas Air Baku menurut PP RI No.82 Tahun 2001

No Parameter SatuanBaku Mutu Kualitas Air

BakuSungai Bulan(PP RI No.82 Th.2001)

1 TDS mg/L 1000 2052 TSS mg/L 50 953 pH mg/L 6-9 64 BOD mg/L 2 2,035 COD mg/L 10 3,786 DO mg/L 6 7

7Kekeruha

nNTU 5 72

8 Besi mg/L 0.3 0,49 Mangan mg/L 1 0,810 NH3 mg/L 0.5 0,0511 NO3 mg/L 10 0,1012 NO2 mg/L 0.06 0,2913 SO4 mg/L 400 0,08

Sumber : Data Sekunder

Teknik lingkungan


2.2 Penentuan Sumber Air BakuBerdasarkan hasil pemantauan air Sungai Bulan yang dilaksanakan pada tahun

2011 oleh pemerintah daerah setempat, status mutu air Sungai Bulan adalah tercemar

ringan (CR). Status mutu air pada pemantauan tersebut dibuat dengan

membandingkannya terhadap baku mutu air menurut PP nomor 82 tahun 2001.

Menurut data hasil pemantauan kualitas air sungai Bulan, terdapat beberapa

parameter yang melebihi baku mutu air pada beberapa lokasi pemantauan yaitu: TSS

sebesar 95 mg/L, BOD sebesar 2,03 mg/L, DO sebesar 7 mg/L, kekeruhan 72 NTU,

Besi 0,4 mg/L, dan NO2 sebesar 0,29 mg/L. Hal ini kemungkinan dikarenakan aliran

sungai ini membawa zat – zat padat yang berasal dari erosi, penghancuran zat

organik, garam – garam mineral yang terkandung dalam tanah yang dilaluinya

misalnya besi. Sehingga mengakibatkan total padatan suspensinya besar dan

kekeruhan air yang melebihi baku mutu.

2.3 Karakteristik Sumber Air BakuSumber air baku memegang peranan yang sangat penting dalam industri air

minum. Air baku (raw water) merupakan awal dari suatu proses dalam penyediaan

dan pengolahan air bersih.

Sumber air baku bisa berasal dari sungai, danau, sumur air dalam, mata air

dan bisa juga dibuat dengan cara membendung air buangan atau air laut. Evaluasi dan

pemilihan sumber air yang layak harus berdasar dari ketentuan berikut :

1. Jumlah air yang diperlukan

2. Kualitas air baku

3. Kondisi iklim

4. Tingkat kesulitan pada pembangunan intake

5. Tingkat keselamatan operator

6. Ketersediaan biaya minimum operasional dan pemeliharaan untuk IPA

7. Kemungkinan terkontaminasinya sumber air pada masa yang akan datang

8. Kemungkinan untuk memperbesar intake pada masa yang akan datang

Teknik lingkungan


Karakteristik sungai Bulan yaitu sungai yang lebar dan dangkal dengan aliran air

yang tetap serta terdapat sedimen berupa pasir dan kerikil.

2.4 Perancangan Bangunan Pengambilan Air / IntakeIntake adalah bangunan penangkap air atau tempat air masuk dari sungai, danau

atau sumber air permukaan lainnya ke instalasi pengolahan. Intake Kota Bintank

berada persis di Sungai Bulan. Bangunan pengolahan air minum di Kota Bintank

akan dibangun dekat dengan intake agar proses pengambilan air baku yang diambil

langsung dari sungai tersebut diharapkan dapat mengurangi biaya pemasangan dan

pemeliharaan pipa. Intake untuk Kota Bintank dapat dilihat pada gambar dibawah ini:

Gambar 2.1 Simple Intake

Adapun beberapa persyaratan penempatan lokasi intake adalah sebagai berikut :

Penempatan intake sebaiknya pada lokasi yang memudahkan dalam

pelaksanaan dan aman terhadap daya dukung alam atau terhadap longsor dan

lain-lain.

Penempatan bangunan pengambilan atau intake sebaiknya tertutup serta

aman terhadap polusi yang disebabkan pengaruh luar dan pencemaran oleh

manusia atau mahluk hidup lainnya.

Konstruksi intake harus aman terhadap banjir air sungai, terhadap guling,

gaya geser, daya dukung rembesan, gempa dan gaya angkat air.

Dimensi intake harus mempertimbangkan kebutuhan maksimum harian.

Teknik lingkungan


Dimensi inlet dan outlet serta letaknya harus memperhatikan fluktuasi

ketinggian muka air.

Pemilihan lokasi intake harus memperhatikan karakteristik sungai dan

diusahakan pada ketinggian yang memungkinkan pengaliran dengan sistem

gravitasi.

Konstruksi bangunan pengambilan direncanakan dengan umur efektif atau

live time minimal 20 tahun.

Bahan atau material konstruksi yang digunakan diusahakan menggunakan

material lokal atau disesuaikan dengan kondisi daerah yang bersangkutan.

Sungai Bulan selain digunakan sebagai sarana transportasi juga digunakan

penduduk yang berada di sepanjang sungai untuk mandi, cuci dan kakus (MCK).

Untuk bisa memanfaatkan air tersebut, diperlukan bangunan penangkap air / intake

agar dapat menampung air yang dapat dialirkan melalui pipa transmisi ke instalasi

pengolahan air sebelum didistribusikan ke daerah pelayanan. Sungai Bulan dipilih

sebagai sumber air baku karena :

a. Kualitas air relatif masih dalam keadaan baik sehingga pengolahan yang

digunakan tidak terlalu rumit.

b. Memiliki debit yang cukup untuk melayani kebutuhan air bersih penduduk

di Kota Bintank dalam jangka waktu yang lama.

Dengan beberapa pertimbangan, intake juga akan dilengkapi dengan beberapa

perlengkapan agar pengolahan air baku terjadi lebih sempurna, perlengkapan intake

yang akan digunakan dalam perencanaan bangunan instalasi pengolahan air ini adalah

sebagai berikut :

a. Saringan (strainer)

Untuk saringan (strainer) ada beberapa kriteria, yaitu :

- Kecepatan aliran melalui saringan antara 0,15 – 0,30 m/detik.

- Lubang saringan diameternya antara 6 – 12 mm (1/4 – ½”).

- Luas penampang kotor saringan adalah 2 kali luas efektifnya.

b. Struktur/bangunan pelindung.

c. Saluran masuk/pengarah aliran.

Teknik lingkungan


d. Katup pengaman dan katup penguras.

e. Tapak/pondasi yang baik (untuk intake terapung memiliki tambatan yang baik).

2.5 Perhitungan dimensi IntakeKapasitas pengolahan (Q) = 32 L/detik = 0,032 m3/detik

Vpipa (V minimum agar tidak terjadi pengendapan) : 1,5 m/detik

Maka luas penampang pipa (A) :

A=QV

¿ 0,032 m3/detik1,5 m /detik

¿0,021 m2

Diameter pipa (d) :

d2= A x 4π

¿ 0,021 m2 x 43,14

=0,027 m

d=0,021 m=1,06 inchi

V saringan = 0,2 m/detik

A=QV

¿ 0,032 m3/detik0,2 m /detik

¿0,16 m2

Luas kotor = 2 x A

= 2 x 0,16 m2

= 0,32 m2

Teknik lingkungan


BAB III

PERENCANAAN SISTEM PENGOLAHAN

3.1 Kualitas Air Baku Kualitas air tergantung dari karakteristik fisik, kimia dan biologinya. Adapun

syarat-syarat kualitas air secara fisik, kimia dan biologi adalah sebagai berikut :

Persyaratan fisis, meliputi warna, bau, rasa, kekeruhan, temperatur, dan

daya hantar listrik.

Persyaratan kimia, meliputi pH, kesadahan, besi, mangan, seng, krom

cadmium, nitrat, chlor, sulfat, klorida, dan lain-lain.

Persyaratan radioaktif, meliputi sinar alpha dan sinar betha.

Persyaratan mikroorganisme, meliputi total koliform dan koli tinja.

Air bersih yang diproduksi harus memenuhi standar kualitas atau ketentuan air

bersih/minum yang ditentukan oleh lembaga-lembaga yang bertanggung jawab

(WHO) atau peraturan perundang-undangan yang ada pada suatu negara.

Berdasarkan hasil pemantauan air Sungai Bulan yang dilaksanakan pada tahun

2012 oleh pemerintah daerah setempat, status mutu air Sungai Bulan adalah tercemar

ringan (CR). Status mutu air pada pemantauan tersebut dibuat dengan

membandingkannya terhadap baku mutu air kelas I menurut PP nomor 82 tahun

2001.

Menurut data hasil pemantauan kualitas air sungai Bulan, terdapat beberapa

parameter yang melebihi baku mutu air kelas I pada beberapa lokasi pemantauan

yaitu: TSS sebesar 95 mg/L, BOD sebesar 2,03 mg/L, DO sebesar 7 mg/L,

kekeruhan 72 NTU, Besi 0,4 mg/L, dan NO2 sebesar 0,29 mg/L, dimana senyawa

tersebut dapat membahayakan kesehatan penduduk Bintank. Oleh karena itu,

Teknik lingkungan


diperlukan bangunan pengolahan air bersih yang efektif dan sesuai dengan kondisi

kualitas sumber air baku yang ada.

3.2 Jenis Sistem PengolahanPengolahan air adalah usaha teknis yang dilakukan untuk mengubah sifat-sifat

suatu zat sesuai standar air minum yang diinginkan. Proses pengolahan air pada

dasarnya dapat digolongkan menjadi tiga bagian pengolahan (Reynolds, 1982), yaitu :

Pengolahan fisik, yaitu suatu tingkat pengolahan yang bertujuan untuk

mengurangi atau menghilangkan kotoran-kotoran yang kasar, penyisihan

lumpur dan pasir, serta mengurangi kadar zat-zat organik yang ada dalam

air yang akan diubah

Pengolahan kimia, yaitu tingkat pengolahan dengan menggunakan zat-zat

kimia untuk membantu proses pengolahan selanjutnya

Pengolahan bakteriologis, yaitu suatu tingkat pengolahan untuk

membunuh atau memusnahkan bakteri-bakteri yang terkandung di dalam

air.

Untuk menanggulangi zat - zat pencemar tersebut berdasarkan ulasan kualitas

sumber air baku, maka alternatif pengolahannya diperlukan penyaringan kasar

(screen), koagulasi, flokulasi, pengendapan (sedimentasi), penyaringan (rapid sand

filter) dan yang terakhir ialah desinfeksi.

Unit proses dan unit operasi diklasifikasikan sebagai pengolahan secara fisik,

kimia atau biologi sesuai dengan prinsip dasarnya. Unit operasi adalah unit

pengolahan secara fisik sedangkan unit proses adalah unit pengolahan secara kimia

dan biologis.

Yang termasuk dalam unit proses berdasarkan alternatif pengolahannya antara lain:

Saringan kasar (coarse screen)

Saringan kasar pada umumnya diletakkan pada awal proses untuk menyaring

bahan – bahan kasar berukuran 6 – 50 mm.

Tipe yg umum digunakan antara lain :

Teknik lingkungan


1. Bar rack atau bar screen

2. Coarse woven – wire screen

Pengendapan (sedimentation)

Secara umum proses sedimentasi diartikan sebagai proses pengendapan,

dimana akibat adanya gaya gravitasi, partikel yang mempunyai berat jenis lebih besar

dari berat jenis air akan mengendap ke bawah dan yang lebih kecil berat jenisnya

akan mengapung. Kecepatan pengendapan partikel akan bertambah sesuai dengan

pertambahan ukuran partikel dan berat jenisnya. Prinsip yang digunakan adalah

menyaring flok-flok yang telah mengendap. Kecepatan pengendapan partikel akan

bertambah sesuai dengan pertambahan ukuran partikel dan berat jenisnya. Fungsi dari

bangunan sedimentasi (pengendapan) adalah untuk menyingkirkan beberapa macam

partikel yang terkandung di dalam air yaitu (Joko, 2010):

- Partikel terendapkan

- Partikel yang sudah terkoagulasi seperti kekeruhan dan warna

- Hasil endapan dari proses presipitasi seperti hardneses (CaCO3), besi dan

mangan.

Fungsi dari bangunan sedimentasi (pengendapan) adalah untuk menyingkirkan

beberapa macam partikel yang terkandung di dalam air yaitu:



- Hasil endapan dari proses presipitasi seperti hardness (CaCO3), besi dan

mangan.

Saringan Pasir Cepat (rapid sand filter)

Saringan pasir cepat seperti halnya saringan pasir lambat, terdiri atas lapisan

pasir pada bagian atas dan kerikil pada bagian bawah. Tetapi arah penyaringan air

terbalik bila dibandingkan dengan Saringan Pasir Lambat, yakni dari bawah ke atas

(up flow). Air bersih didapatkan dengan jalan menyaring air baku melewati lapisan

kerikil terlebih dahulu baru kemudian melewati lapisan pasir.

Teknik lingkungan


Yang termasuk dalam unit operasi berdasarkan alternatif pengolahannya antara lain:

Koagulasi

Koagulasi didefinisikan sebagai destabilisasi muatan pada koloid dan padatan

tersuspensi, termasuk bakteri dan virus, oleh koagulan. Pengadukan cepat merupakan

bagian dari koagulasi. Tujuan pengadukan cepat adalah untuk mempercepat dan

menyeragamkan penyebaran zat kimia melalui air yang diolah (Kawamura, 1991).

Proses koagulasi ini dapat menurunkan derajat warna, bau dan rasa. Partikel

suspensi maupun koloidal yang telah berbentuk flok hasil koagulan dapat dipisahkan

dari air melalui proses sedimentasi. Tingkat kejernihan yang diperoleh tergantung

pada jumlah bahan kimia yang digunakan. Pengendapan dapat menghasilkan effluent

yang jernih, bebas dari substansi dalam bentuk suspensi dan koloid. Sekitar 80 – 90

% total padatan terlarut, 40-70% BOD5, 30-60% COD, dan 80-90% bakteri dapat

disisihkan (Joko, 2010).

Pemilihan koagulan sangat penting untuk menentukan desain kriteria

pengadukan cepat dan untuk proses flokulasi dan sedimentasi agar berjalan efektif.

Koagulan yang sering digunakan adalah koagulan garam logam seperti : alumunium

sulfat, ferric chloride, dan ferric sulfate. Polimer buatan seperti polydiallyl dimethyl

ammonium (PDADMA) dan polimer kation alam seperti chitosan (terbuat dari kulit

udang) juga dapat digunakan. Perbedaan antara koagulan logam dengan polimer

kation adalah pada reaksi hidrolisnya dengan air. Garam logam mengalami hidrolisis

ketika dimasukkan ke dalam air sedangkan polimer tidak (Kawamura, 1991).

Bentuk pengaduk cepat atau koagulator dapat terdiri atas (Joko, 2010):

1. Tipe hidrolis

Dalam pipa, dengan menggunakan kecepatan pengaliran sebagai sumber

energi untuk pengadukan.

Stated mixer, merupakan peralatan khusus yang dipasang pada pipa untuk

mempercepat proses pengadukan. Prinsip kerja peralatan ini adalah

Teknik lingkungan


memecah dan memutar aliran sehingga gradient kecepatan menjadi lebih

besar.

Terjunan memanfaatkan energi yang terjadi dari tinggi terjunan air

2. Tipe Mekanis

Di dalam mencampurkan koagulan dengan air, alat ini menggunakan

padel yang digerakkan oleh motor penggerak. Pengaduk cepat tipe mekanis

terdiri dari:

Impeller

Turbin

Impeller paddle

Impeller propeller

Faktor penting dalam perancangan alat pengaduk mekanis adalah kedua

parameter pengadukan, yaitu gradient kecepatan (G) dan waktu pengadukan (td). Di

bawah ini terdapat tabel yang dapat digunakan dalam pemilihan G dan td :

Tabel 3.1. Gradien Kecepatan dan Waktu Pengadukan

Waktu Pengadukan Gradien Kecepatan

td (detik) (detik-1)

20 1000

30 900

40 790

≥ 50 700

Sumber : Reynolds, 1996

Flokulasi

Secara umum flokulasi disebut juga pengadukan lambat, dimana dalam

flokulasi ini berlangsung proses terbentuknya penggumpalan flok-flok yang lebih

besar dan akibat adanya perbedaan berat jenis terhadap air, maka flok-flok tersebut

dapat dengan mudah mengendap di bak sedimentasi. Flokulasi dilakukan setelah

Teknik lingkungan


proses koagulasi. Flokulator berjalan dengan kecepatan lambat dengan maksud terjadi

pembentukan flok. Kecepatan air dalam bak pengaduk dijaga pada harga 15-30 cm/dt,

agar tidak terjadi pengendapan maupun kerusakan flok yang telah terbentuk (Joko,

2010).

Faktor-faktor yang mempengaruhi dalam mendesain proses flokulasi adalah

(Joko, 2010):

a. Kualitas air baku

b. Proses pengolahan dan hasil yang akan dicapai.

c. Kehilangan tekan

d. Kondisi tempat

e. Biaya

f. Fasilitas pengolahan lainnya

g. Asesoris lainnya

Desinfeksi

Desinfeksi adalah usaha untuk mematikan mikroorganisme yang masih tersisa

dalam proses, terutama ditujukan kepada yang phatogen. Terdapat bermacam-macam

cara desinfektan:

Kimia : - Larutan Kaporit

- Gas Chloor

- Gas Ozon

Fisika : - Gelombang Mikro

- Ultraviolet

Untuk membunuh mikroorganisme yang bersifat pathogen terkandung di

dalam air, misalnya mikroba E. Coli. Bahan desinfeksi tersebut desinfektan dan

biasanya desinfektan kimia berupa kaporit, bromin, klorida, gas khlor, gas iod, ozon,

dan kalium permenganat. Desinfektan yang sering digunakan adalah kaporit, gas klor,

dan sinar ultra.

Kemampuan dari desinfektan ini adalah sebagai berikut (Joko, 2007):

Teknik lingkungan


1. Menghilangkan bau.

2. Mmematikan alga.

3. Mengoksidasi Fe (II) menjadi Fe (III) sehingga konsentrasi di air turun.

4. Mengoksidasi Mn.

5. Mengoksidasi H2S menjadi H2SO4.

6. Mengoksidasi nitrat menjadi nitrit.

7. Mengoksidasi amonia menjadi senyawa amin.

8. Mengoksidasi phenol menjadi senyawa phenol yang tidak berbahaya.

Tidak semua unit-unit pengolahan air minum yang meliputi unit proses dan

unit operasi digunakan. Seluruh proses pengolahan air bersih yang dilakukan di

Sungai Bulan ini tergantung dari kondisi air baku, parameter yang perlu diolah serta

situasi sosial-ekonomi dilihat dari segi operasional, perawatan dan biayanya.

Berdasarkan penilaian kualitas air baku yang ada, dimana parameter

kekeruhan dan TSS melebihi baku mutu maka perlu dilakukan unit operasi

pengolahan prasedimentasi untuk mengendapkan kekeruhan dan dilanjutkan dengan

koagulasi dan floktulasi, sedangkan kadar besi (Fe), nitrit, BOD tidak perlu suatu unit

pengolahan khusus karena parameter dari besi (Fe), nitrit, dan BOD tidak terlalu

tinggi dari standar baku mutu, dan parameter tersebut akan berkurang sejalan proses

pengolahan. Dan juga dalam proses pengolahan juga terdapat unit pengolahan filtrasi

untuk mereduksi kandungan besi (Fe) sedangkan desinfeksi untuk menghilangkan

organisme patogen yang terdapat pada air baku.

3.3 Rencana Sistem PengolahanBerdasarkan dari kondisi mutu air baku pada Sungai Bulan, maka direncanakan

pembuatan sistem pengolahan lengkap dengan skema sebagai berikut :

Gambar 3.1. Denah proses pengolahan

Teknik lingkungan

Air baku

Koagulasi

Flokulasi

Sedimentasi Filtrasi Desinfeksi

Air bersih

Coarse screen

Pra-sedimentasi


Dimana sumber air baku yang diambil dari intake akan dibawa melalui pipa

transmisi menuju bangunan pengolahan air dan akan dilanjutkan dengan sistem

pengolahan yang lengkap. Sebelum melalui proses koagulasi-flokulasi terlebih dahulu

air baku diendapakan pada bak pra-sedimentasi untuk mengurangi kekeruhan. Pada

bak koagulasi-flokulasi diberi koagulan berupa tawas sehingga kekeruhan pada air

baku yang ada dapat teratasi dan dilanjutkan ke dalam bak sedimentasi dimana

sedimen atau endapan – endapan yang terbentuk dapat mengendap di bak sedimentasi

sebelum difiltrasi. Setelah difiltrasi, diperoleh air baku yang diharapkan bebas dari

kandungan besi (Fe), kekeruhan air yang ada pun dapat teratasi serta kandungan

BOD, TSS, nitrit yang ada pun sudah memenuhi kadar baku mutu yang ada.

Selanjutnya, dilakukan disenfeksi untuk menghilangkan organisme patogen yang

terdapat pada air baku sehingga air yang dihasilkan dari bangunan pengolahan air

dengan sistem pengolahan lengkap ini benar – benar telah sesuai dengan baku mutu

yang ada sehingga layak untuk didistribusikan ke rumah – rumah penduduk.

Teknik lingkungan


BAB IV

RANCANGAN BANGUNAN PENGOLAHAN AIR

4.1 Pra-sedimentasiBentuk bak pengendap pertama adalah persegi panjang dengan arah aliran

horizontal. Bak didesain berbentuk persegi panjang adalah untuk meningkatkan

waktu detensi partikel.

a. kriteria desain :

- Diameter orifice = ≥ 3 cm

- Surface loading = 60 – 120 m3/m2.hari

- Waktu detensi = 1 – 2 jam

- Kemiringan plate (α) = 45 - 60°

- Jarak antar plate (wp) = 25 – 100 mm

- Tebal plate ( tp ) = 2,5 – 5 mm

- Panjang plate ( pp ) = 1000 – 2500 mm

- Lebar plate ( lp ) = 1000 – 1200 mm

- NFR = ≥ 10 – 5

- NRE = ≤ 500

- Jarak pipa inlet ke zona lumpur = 0,2 – 0,3 m

- Jarak plate ke pipa inlet = 1 – 1,4 m

- Jarak gutter ke plate = 0,3 – 0,4 m

- Tinggi plate = 1 – 1,2 m

- Kadar lumpur = 4 – 6%

b. Perencanaan

Teknik lingkungan


- Debit ( Q ) = 32 L/det = 0,032 m3/det

- Beban permukaan ( vo ) = 2 m/jam = 5,56 x 10-4 m/det

- Kecepatan inlet dan outlet ( v ) = 0,6 m/det

- Viskositas kinematis (ʋ) = 0,893 x 10-6 m2/det

- Viskositas dinamis (µ ) = 0,890 x 10-3 kg/m.det

- Kerapatan air (ρw) = 997 kg/m3

- Berat jenis air (γ) = 9,77 kN/m3

- Kerapatan lumpur (ρs) = 2600 kg/m3

- P : L = 3 : 1

- Tinggi air di v-notch (ho) = 3 cm = 0,03 m

- Tebal gutter = 2 cm = 0,02 m

- % removal = 65%

- Slope = 2%

- Kadar lumpur = 3%

- Waktu pengurasan = 3 hari

- Turbidity = 72 mg/L

c. Perhitungan

Zona pengendapan

Direncanakan terdapat 2 bak sedimentasi dengan debit masing-masing bak Q

= 0,016 m3/det.

Luas pengendapan

A = QVo

= 0,016 m3 /det5,56 x 10−4m /det

=29 m2

Dimensi bak

P : L = 3 : 1

H = 2m

A = P x L

29m2 = 3L x L

Teknik lingkungan


29m2 = 3L2

3 L2 = 27m2

L = 3 m

P = 3 x L

= 3 x 3

= 9 m

Cek waktu tinggal

td = volumedebit

= P x L x H

Q=9 x 3 x 2

0,016=3375 dt

Kecepatan horizontal partikel

VH = Q

L x H =

0,0163 x2

m/det = 2,6 x 10-3 m/det

Jari-jari hidrolis

R = L x H

L+2H= 3 x 2

3+(2 x2 )=0,9 m

Cek bilanga reynold

NRE = VH x RƲ

=2,6 x 10−3 m

detx 0,9 m

0,893 x10−6

= 2620 > 500 ( tidak memenuhi )

Cek bilangan Froud

NFr = VH 2

g x R=

(2,6 x10−3 mdet❑

)❑2

9,81x 0,9 m

= 7,6 x 10-7 < 10-5 ( tidak memenuhi )

Karena NRE dan NFr tidak memenuhi kriteria desain, maka perlu memodifikasi

bak pengendapan denga membuat sekat-sekat pada arah memanjang. Bak

Teknik lingkungan


dibagi menjadi 20 jalur dengan perhitungan masing-masing jalurnya adalah

sebagai berikut :

Q1 = Q20

=0,016 m3 /det20

=8 x 10−4 m3/det

Dimensi per jalur

A1 = Q1

Vo=8 x10−4 m3/det

5,56 x10−4 m2 =1, 44 m

L1 = L

20=¿

320

=0,15 m

P1 = 9 m

H1 = 2m

Cek waktu tinggal

td = volumedebit

= P 1 x L 1 x H

Q 1=9 x 0,15 x2

8 x 10−4=3 375 dt

Kecepatan horizontal partikel

VH = Q1

L1 x H = 8 x10−4

0,15 x2 m/det = 2,6 x 10-3 m/det

Jari-jari hidrolis

R = L1 x H

L1+2 H= 0,15 x2

0,15+(2 x 2 )=0,072 m

Cek bilanga reynold

NRE = VH x RƲ

=2 , 6 x10−3 m

detx0,072 m

0,893 x10−6

= 215 < 500 (memenuhi )

Cek bilangan Froud

Teknik lingkungan


NFr = VH 2

g x R=

(2 , 6 x10−3 mdet❑

)❑2

9,81 x 0,072 m

= 1 x 10-5 < 10-5 (memenuhi )

Cek kecepatan pengendapan

Untuk aliran laminer 50 < Re < 1620

CD = 4,7

ℜ13

= 4,7

21513

=0,0 6

Vs = √[ 43

xg

CDx

ρs−ρwρw

x d ] = √[ 4

3x

9,810,06

x2600−997

997x10−4]

= 0,03 m/det > 0,00321 m/det

Zona inlet

Dimensi saluran inlet

Asal = Qv

=0,0160,6

=0,0 3m2

Asal = Lsal x Hair

0,0 3 m2 = 3 m x H air

H air = 0,01 m

H sal = H air + F = 0,01 + 0,3 = 0,4 m

P sal = 0,5 m

Zona lumpur

Konsentrasi effluen dan lumpur

Cef = (100% - 65%)x turbidity

Teknik lingkungan


= 0,35 x 72 mg/L

= 25,2 mg/L

Cs = 65% x turbidity

= 0,65 x 72 mg/L

= 46,8 mg/L

Berat lumpur tiap hari

Ws = Q x Cs x 86400

= 16 L/det x 46,8 mg/L x 10-6 x 86400

= 65kg/hari

Debit lumpur kering

Qds = Wsρs

= 65 kg /hari2600 kg /hari

= 0,025 m3/hari

Debit lumpur

Qs = Qds% lumpur

=0,025 m3/hari0,03

=0 , 83 m3/hari

Volume bak lumpur

V = Qs x tc

= 0,83 m3/hari x 3 hari

= 2,5 m3

Dimensi ruang lumpur

Ps = P5

= 95=1,8 m

Ls = L3=¿

33=1 m

Teknik lingkungan


V kerucut = 13

x A x Hs

Hs = 3 x 2 ,5 m3

29 = 0,26 m

Dpembuang = 0,75 m

Zona outlet

Lebar gutter (Lg) = 1,5Ho ( tinggia air dalam gutter)

QA

=v o=5,56 x10−4 m/det

Jumlah pelimpah menurut rumus Huisman ( 1978 )

Qn .L

<5 x H x vo

0,016 m3/detn x3

<5 x2m x 5,56 x10−4 m /det

n > 0,95

rencana jumlah gutter, n = 2 dengan 45° V-notch

Debit tiap gutter

Qg = Qn

=0,0162

=0,00 8 m3/det x35,3088=0,28 cfs

Dimensi gutter

Qg = 2,49 x Lg x Ho3/2

0,28 cfs = 2,49 x 1,5 Ho x Ho3/2

0,28 cfs = 3,735 Ho5/2

Ho = 2,18 ft = 0,7 m

Lg = 1,5 x 0,7m = 1,05m

Hg = Ho + (20% x Ho) + ho + Freeboard

Teknik lingkungan


= 0,7m + (0,02 x 0,7m) + 0,03 + 0,02

= 0,76m

Pg = 12

x P=12

x 9=4,5 m

Debit tiap V-notch

Qw = 1,36 x ho5/2

= 1,36 x 0,035/2m

= 2,12 x 10-4 m

Jumlah V-notch

Total jumlah V-notch

n = QgQw

= 0,00 8

2,12 x10−4=3 7,7 ≈ 8 buah

gutter memeiliki 2 sisi pelimpah, maka tiap sisi n’ = 3 82

=1 9 buah

Dimensi V-notch

Freeboard V-notch

Fw = 12

xho

= 12

x0,03=0,015 m

Lebar muka air V-notch

Lw = 2 x ho x tan 45°

= 2 x 0,03 x tan 45°

= 0,06 m

Lebar pintu V-notch

Lp = 2 x (ho + Fw) x tan 45°

= 2 x ( 0,03 + 0,015) x 1

Teknik lingkungan


= 0,09 m

Jarak antar V-notch

Pg = (n’ x Lp) + (n’ x w)

4,5m = (19 x 0,09) + (19 x w)

4,5m = 1,71 + 19w

18w = 4,5m – 1,71m

w = 0,15m

jarak V-notch ke tepi

w’ = w2=0,15

2=0,08 m

misal : jarak gutter ke tepi = b, maka jarak antar gutter b’ = 2b

L outlet = 2 x Lg + 2 x b + 2b

3 m = 2 x 1,05 + 4b

b = 0,23 m

Jarak antar gutter b’ = 2 x b = 2 x 0,23 = 0,46 m

Saluran pengumpul

Fungsinya untuk mengumpulkan air dari gutter sebelum menuju bak koagulasi.

Asal = Qv

=0,0160,6

=¿0,03m

Asal = Lsal x H air

0,03m = 3m x H air

H air = 0,01m

Teknik lingkungan


H sal = H air + F

= 0,01 + 0,3

= 0,4m

P sal = 0,5m

Kehilangan tekanan

Headloss pada V-notch

Q/notch = 815

xCD x√2g x tanθ2

x hf52

2,12 x 10-4 = 815

x 0,06 x √2 x 9,81 x1 xhf52

hf = 0,055 m

4.2 KoagulasiKoagulasi didefinisikan sebagai destabilisasi muatan pada koloid dan padatan

tersuspensi, termasuk bakteri dan virus, oleh koagulan. Pengadukan cepat merupakan

bagian dari koagulasi. Tujuan pengadukan cepat adalah untuk mempercepat dan

menyeragamkan penyebaran zat kimia melalui air yang diolah (Kawamura, 1991).

Untuk menghitung volume bak pengaduk dan tenaga yang diperlukan untuk

pengadukan digunakan rumus sebagai berikut :

Volume bak pengaduk (Joko, 2010)

V = Q x td

Dimana :

V = Volume bak (m3)

Q = Debit air (m3/detik)

td = Waktu detensi (detik)

Tenaga pengaduk yang diperlukan (Kawamura, 1991)

Teknik lingkungan


G=√ Pμ .V

Sehingga :

P = G2 x μ x V

dimana :

P = Power Input (Watt)

G = Gradien (det-1)

μ = Viskositas/ kekentalan air (Kg/m.det)

V = Volume bak (m3)

Dalam perencanaan Instalasi Pengolahan Air Bersih Kota Bintank, akan

dibangun satu buah unit bak koagulasi dengan debit rencana (Q) sebesar 0,029

m3/detik. Bak koagulasi berbentuk silinder dengan pengadukan secara mekanis yang

menggunakan paddle impeller, dimana masing-masing impeller mempunyai 2 blade.

a. Kriteria desain

- NRe = > 10000

- Waktu detensi (td) impeller = 1- 3 menit

- Gradien kecepatan G (impeller) = 250 – 1000/det

- G x td = 104 - 106

b. perencanaan

- Dibuat 1 unit bak dengan debit (Q) = 0,032 m3/detik

- Pengadukan dengan paddle impeller, masing-masing impeller mempunyai 2

blade.

- Bentuk bak silinder

- td = 60 detik sehingga nilai G = 1000/dt

- ρw = 997 kg/m3 (25oC)

- ρS = 2600 kg/m3

- µ = 0,89 x 10-3 kg/m.dt

- ν = 0,893 x 10-6 m2/dt

- CD = 1,8

Teknik lingkungan


- K = 0,25

- Tinggi bak = 1,5 x diameter bak

- Efisiensi motor, η = 60

c. Perhitungan :

Dimensi bak

Volume bak (V) = Q x td

= 0,032 x 60 = 1,92 m3

(V) = A x H

1,92 = ¼.π x D x 1,5.D

1,92 = 1,1775 D2

D2 = 1 , 92

1,1775

D = 1,28 m

H = 1,5 x 1,28

= 1,92 m

F = 0,3m

Daya pengadukan

P = G2 x μ x V

= (1000)2 x (0,89 x 10-3) x 1,92

= 1709 Watt

P = 1709 Watt / 0,6 = 2848 kg.m/dt

Dimensi blade

Lebar, b = 0,3 m

Panjang, p = 60%. D = 0,6 x 1,28 = 0,768 m

Jari-jari paddle = 0,768 /2 = 0,384 m

Teknik lingkungan


Putaran motor untuk multiple blade

P = CD x ρ x 1,44 x 10-4 x (1-k)3 x n3 x b x r4

n = | 1709 Watt

1,8 x997 x 1,44 x10−4 x (1−0,25)x 0,3 x (0,3 84)4|1 /3

n = 111 RPM

Zona I nlet

Ketinggian minimal adalah setinggi pipa dari bak prasedimentasi

Diameter pipa

A = Q/v = 0.032 / 0,6 = 0,05 m2

A = ¼.π x D2

0,05 = ¼.π x D2

D = 0,25 m = 250 mm

Zona Outlet

Diameter pipa

A = Q/v = 0.032 / 0,6 = 0,05 m2

A = ¼.π x D2

0,05 = ¼.π x D2

D = 0,25 m = 250 mm

Dalam perencanaan ini akan digunakan aluminium sulfat Al2(SO4)2 atau

tawas. Tawas ini dipilih karena efektif sebagai pembentuk flok, mudah didapat di

pasaran, murah, dan mudah larut dalam air secara sempurna.

Bak pembubuh koagulan

a. Kriteria desain :

- Koagulan yang digunakan = aluminium sulfat

- Kadar aluminium aktif = 17%

- Massa jenis = 134 gr/100mp ( 1,34 kg/L)

Teknik lingkungan


- Kosentrasi lar.alum = 5%

- Dosis alum. Maksimum ( Cal) = 40 mg/L

- Jumlah bak koagulan = 1 bak

- Waktu pencampuran (tc) = 8 jam

-

b. Perhitungan

- Kebutuhan aluminium (M)

M = 10017

x Q x Cal

= 10017

x 32 x 40

= 7529 mg/det

= 651 kg/hari

- Debit koagulan (Q’)

Q’ = mρ= 651

1,34=4 86

Lhari

=20,24 L / jam

- Volume alum yang dibutuhkan (Val)

Val = Q’ x tc

= 20,24 x 8

= 162 L

- Volume larutan (Vlar)

Vlar = 100

5xVlar

= 100

5x1 62

= 3240 L = 3,24 m3

Teknik lingkungan


- Dimensi bak pembubuh

P = 1,7 m

L = 1 m

H = 1,6 m

- Dozing pump

Sistem pembubuh koagulan yang dilakukan denga menggunakan

pompa pembubuh (dozing pump) yang menyedot koagulan di ruang

pembubuh

Debit koagulan (Q’) = 20,24

Ljam

x 1000

60=3 37 ml /menit

4.3 FlokulasiSecara umum flokulasi disebut juga pengadukan lambat, dimana dalam

flokulasi ini berlangsung proses terbentuknya penggumpalan flok-flok yang lebih

besar dan akibat adanya perbedaan berat jenis terhadap air, maka flok-flok tersebut

dapat dengan mudah mengendap di bak sedimentasi. Flokulasi dilakukan setelah

proses koagulasi. Flokulator berjalan dengan kecepatan lambat dengan maksud terjadi

pembentukan flok. Kecepatan air dalam bak pengaduk dijaga pada harga 15-30 cm/dt,

agar tidak terjadi pengendapan maupun kerusakan flok yang telah terbentuk (Joko,

2010).

Faktor-faktor yang mempengaruhi dalam mendesain proses flokulasi adalah

(Joko, 2010):

a. Kualitas air baku

b. Proses pengolahan dan hasil yang akan dicapai.

c. Kehilangan tekan

d. Kondisi tempat

Teknik lingkungan


e. Biaya

f. Fasilitas pengolahan lainnya

g. Asesoris lainnya

a. Kriteria desain untuk bak flokulasi adalah sebagai berikut (Joko, 2010):

- Kondisi aliran, NRe > 10000

- Gradien kecepatan, G = 20 – 70 /dt

- Waktu detensi, td = 10 – 20 menit

- G x td = 10000 – 100000

b. Beberapa perencanaan untuk bak flokulasi adalah sebagai berikut:

- Pengadukan dengan paddle impeller, masing-masing impeller mempunyai 2

blade

- Bentuk banguna empat persegi panjang dengan 3 kompartemen (tahap).

Kompartemen berbentuk silinder.

- Kedalaman kompartemen, H = 2,5 m

- Lebar blade, b = 1,5 m

- Perincian tiap tahap :

Tahap 1 G = 70/dt, td = 4 menit



- ρw = 997 kg/m3 (25oC)

- γw = 9,77 kn/m3

- ρs = 2600 kg/m3

- µ = 0,89 x 10-3 kg/m.dt

- υ = 0,893 x 10-6 m2dt

- CD = 1,8

- K = 0,25

- η motor = 75%

Teknik lingkungan


c. Perhitungan :

Dimensi tiap kompartemen

V = Q x td = A x H

A=Q xtdH

=0,0 32 .(4 x60)

2,5=3,072 m2

A=14

. π . D2

3,072= 14

. π . D2

3,072=0,785 D 2

D=2m

H = 2,5 m

V = A x H = 3,072 m2 x 2,5 m =7,68 m3

Daya pengadukan P = µ x V x G2

P1=µ xV xG2¿0,89 x10−3 x 7 , 68 x 702¿3 3,49watt

Pmotor=Pɳ=3 3,49

75 %=4 4,65 kg .m /dt P2=µ xV xG2¿0,89 x10−3 x 7 , 68 x 502

¿1 7,09watt

Pmotor=Pɳ=1 7,09

75 %=2 2,8 kg . m /dt

P3=µ xV xG2¿0,89 x10−3 x 7 , 68 x 302¿6,15 watt

Pmotor=Pɳ= 6,15

75 %=8,2 kg .m /dt

Putaran motor untuk multiple blade

P1=CD x Ƿ x 1,44.10−4 x (1−K )3 x n3 x b xr 4

n1=[ 33,49

1,8 x 997 x1,44. 10−4 x (1−0,25 ) x1,5 x (1, 4 )4 ]13¿3,12 RPM

P2=CD x Ƿ x 1,44.10−4 x (1−K )3 x n3 x b x r4

Teknik lingkungan


n2=[ 17,09

1,8 x 997 x1,44. 10−4 x (1−0,25 ) x1,5 x (1,4 ) 4 ]13

¿2,49 RPM

P3=CD x Ƿ x 1,44.10−4 x (1−K )3 x n3 xb x r4

n3=[ 6,15

1,8 x 997 x1,44. 10−4 x (1−0,25 ) x 1,5 x (1 , 4 ) 4 ]13

¿1,77 RPM

Daya motor Pmotor = P / η

Tabel 4.1. Perhitungan Bak Flokulasi

Uraian Satuan Tahap 1 Tahap 2 Tahap 3G L/detik 70 50 30td Menit 4 4 4

Detik 240 240 240

V m3 7,68 7,68 7,68

H M 2,5 2,5 2,5

A m2 3,072 3,072 3,072

D M 2 2 2

Jari – jari

ro M 0,8 0,8 0,8

r1 M 1 1 1B M 1,5 1,5 1,5P watt 33,49 17,09 6,15

Teknik lingkungan


Pmotor kg.m/detik 44,65 22,8 8,2

N RPM 3,12 2,49 1,77 Sumber : Data Analisis

Zona Inlet

- Ketinggian minimal adalah setinggi pipa dari bak koagulasi.

- Diameter pipa

A=Qv=0,0 32

0,6=0,0 5 m2

A=14

. π . D 2

0,0 5=14

. π . D 2

0,0 5=0,785 D2

D=0,25 m=250 mm

d. Zona Outlet

- Ketinggian minimal adalah setinggi pipa dari bak koagulasi.

- Diameter pipa

A=Qv=0,0 32

0,6=0,0 5 m2

A=14

. π . D 2

0,0 5=14

. π . D 2

0,0 5=0,785 D2

D=0,25 m=250 mm

Teknik lingkungan


4.4 SedimentasiSecara umum proses sedimentasi diartikan sebagai proses pengendapan,

dimana akibat adanya gaya gravitasi, partikel yang mempunyai berat jenis lebih besar

dari berat jenis air akan mengendap ke bawah dan yang lebih kecil berat jenisnya

akan mengapung. Kecepatan pengendapan partikel akan bertambah sesuai dengan

pertambahan ukuran partikel dan berat jenisnya. Prinsip yang digunakan adalah

menyaring flok-flok yang telah mengendap. Kecepatan pengendapan partikel akan

bertambah sesuai dengan pertambahan ukuran partikel dan berat jenisnya. Fungsi dari

bangunan sedimentasi (pengendapan) adalah untuk menyingkirkan beberapa macam

partikel yang terkandung di dalam air yaitu (Joko, 2010):



- Hasil endapan dari proses presipitasi seperti hardneses (CaCO3), besi dan

mangan.

Fungsi dari bangunan sedimentasi (pengendapan) adalah untuk menyingkirkan beberapa macam partikel yang terkandung di dalam air yaitu:



- Hasil endapan dari proses presipitasi seperti hardness (CaCO3), besi dan

mangan.

a. Kriteria Desain

Kriteria desain yang dipakai:- Surface loading = 2 – 4 m/jam

- Diameter orifice = ³ 3 cm

- no = 60 – 120 m3/m2 . hari

- Kemiringan plate (a) = 45 - 60o

- Jarak antar plate (wp) = 25 – 100 mm

- Tebal plate (tp) = 2,5 – 5 mm

- Panjang plate (Pp) = 1000 – 2500 mm

- lebar plate (lp) = 1000 – 1200 mm

Teknik lingkungan


- NFR = ³ 10-5

- NRE = £ 500

- Jarak pipa inlet ke zona lumpur= 0,2 – 0,3 m

- Jarak plate ke pipa inlet = 1 – 1,4 m

- Jarak gutter ke plate = 0,3 – 0,4 m

- Tinggi plate = 1 – 1,2 m

- Kadar lumpur = 4 - 6%

b. Perencanaan

- Bak direncanakan berbentuk persegi panjang dengan P : L = 3 : 1

- Beban permukaan, νo = 2 m/jam = 5,56 x 10-4 m/dt

- Viskositas kinematis, v = 0,893 x 10-6 m2/det

- Td = 1 jam = 3600 dt

- NRe = < 500

- NFr = > 10-5

- Kedalaman bak, H = 2 m

- Jarak antar plate, w = 0,1 m

- Tinggi plate, h = 1 m

- Sudut kemiringan plate, α = 60°

- Tebal plate, t = 0,5 cm = 0,005 m

- Y/Yo = 75 %

- Faktor keamanan, good performance = 1/3

- ho = 0,03

- Lebar gutter (Lg) = 1,5 Ho

- Jumlah gutter, n = 2 dengan 45° V-notch

- Freeboard = 2%

- v sal = 0,6 m/dt

- Lsal gutter = 1,8 m

- P sal = 0,5 m

- Turbidity = 72 mg/L

Teknik lingkungan


- Kadar lumpur = 4%

- Waktu detensi lumpur = 3 hari

c. Perhitungan

Zona Sedimentasi

Direncanakan 1 bak sedimentasi dengan debit 0,032 m3/dt

Dimensi bak :

QA

=5,56 ×10−4 m /det

A= 0,032 m3/det5,56 × 10−4 m /det

=5 7,55 m2

P : L = 3 : 1H = 2mA = P x L57,55m2= 3L x L67,55m2 = 3L23 L2 = 57,55m2

L = 4,38 mP = 3 x L

= 3 x 4,38= 13,14 m

F = 0,3 m Kecepatan Horizontal Partikel

V h=Q

L × H=0,0 32m3/det

4 ,38 m ×2m=3 , 7×10−3 m /det

Teknik lingkungan


Jari – Jari Hidrolis

R= L × HL+2 H

= 4 , 38 m× 2m4 , 38 m+2(2 m)

=1,0 5m

Cek Bilangan Reynolds

N ℜ=V h × R

v=3 , 7 x10−3 m /det × 1,05 m

0,893 × 10−6 m2/det=4 350>500 (tidak memenuhi)

Cek Bilangan Froude

N FR=vO

2

g× R=

( 3,16 x10−3 m /det )2

9,81m

det2 × 1,05 m=9 ,69×10−7<10−5

(tidak memenuhi)

Karena NRe dan NFr tidak memenuhi kriteria desain, perlu penambahan plate settler pada bak sedimentasi. Perhitungannya adalah sebagai berikut :

Kecepatan Aliran Masuk Plate

QA

=vo .sin α

vo=5,56 ×10−4

sin 60=6,42× 10−4m /de t

Dimensi Plate

Jumlah Plate

x= wsin α

=0,10 msin60

=0,115 m

n=Px=13,14 m

0,115 m=144,3 ≈ 144 buah

Jari – Jari Hidrolis

Teknik lingkungan

l=hsin α

=1sin 60

=1 , 15 m

h=1 mw=0 , 10 mt=0 , 005 mα=600


R=w2

=0,10 m2

=0,05 m

Cek Bilangan Reynolds

N ℜ=vo× R

v=6,42.10−4 m /det × 0,05 m

0,893 ×10−6 m2/det=35,95<500(OK )

Cek Bilangan Froude

N FR=vO

2

g× R=

( 6,42.10−4 m /det )2

9,81m

det2 × 0,05 m=1,308× 10−3>10−5(OK )

a) Zona Inlet

Dimensi Pipa Inlet

A=QV

=0,0 32 m3 /det0,6 m /det

=0,05 m2

A=14

× π × D2

0,05 m2=14

π D 2

D=0,25 Dimensi Orifice

Ppipa = P bak = 13,14 mw or = 1,5 m

n or = P pipa

w∨¿=13,14 m

1,5 m=8,76 m ¿

Qor = 0,0 32m3/det6

=0,0053 m3/det

Aor = 0,0032 m3/det0,6 m /det

=0,05 m2

Dor = 0,05 m

Zona Lumpur

Konsentrasi Effluent Dan Lumpur

Cef = (100% - 80%) x turbidity = 0,20 x 72 mg/L = 14,4 mg/L

Teknik lingkungan


Cs = 80% x turbidity = 0,80 x 72 mg/L = 57,6 mg/L

Berat Lumpur Setiap Hari

Ws = Q x Cs x 86400 = 32 L/det x 57,6 mg/L x 10-6 x 86.400 = 159,25 kg/hari

Debit Lumpur Kering

Qds=w s

ρs

=159,25 kg/hari2600 kg /m3 =0,06 m3/hari

Debit Lumpur

QS=Qds

%lumpur=0,0 6 m3 /hari

0,05=1 , 2 m3/hari

Volume Bak Lumpur

V=Q S ×tc=1, 2 m3/hari× 3 hari=3,6 m3

Dimensi Ruang Lumpur

Ps=P5=13,14 m

5=2,6 m

Ls=L3=4 ,38 m

3=1 , 46 m

Vkerucut=13

. A . H s

H s=3 ×3,6 m3

13,14 m× 4 ,38 m=0,18 m

Zona Outlet

Lebar gutter = 1,5 Ho

Q/A = vo = 5,56 x 10-4 m/dt

Jumlah pelimpah menurut rumus Huisman (1978)

Qn × L

<5. H . vo

Teknik lingkungan


0,032 m3/detn ×4,38 m

<5 .2 m .5,56 x 10−4 m /dt

n > 1,3, rencana jumlah gutter, n = 2 dengan 45° V notch

Debit tiap gutter

Q g=Qn=0,0 32 m3/det

2=0,0016 m3 /det ×35,3088=0,5 6 cfs

Dimensi gutter

Q g=2,49 . Lg . Ho32

0,5 6 cfs=2,49 ×1,5 Ho× Ho32

Ho=0,006 ft=0,16 m

Lg = 1,5 x 0,016 m = 0,09 m

Hg = Ho + (20%. Ho) + ho + Freeboard

Hg = 0,16 m + (20%. 0,16 m) + 0,03 m + 0,02 m

Hg = 0,242 m

ρg=P=13,14 m

Debit tiap V – notch

Qw = 1,36 . ho5 /2 = 1,36 . 0,035/2

= 2,12 . 10-4 m3/det

Jumlah V – notch

Total jumlah V–notch, n = Q g

Qw

= 0,05 6 m3/det2,12 .10−4 m 3/det

=2 64 buah

Gutter mempunyai 2 sisi pelimpah, maka tiap sisi

n’ = 264 buah

2=1 32 buah

Dimensi V – notch

- Freeboard V – notch

Teknik lingkungan


Fw=12

. ho=12

. 0,03=0,015 m

- Lebar muka air V – notch

Lw=2. ho . tan 45=2 . 3 .1=6 cm=0,06 m

- Lebar pintu V – notch

Lp=2.(ho+Fw ). tan 45=2.(3+1,5) .1=9 cm=0,09 m

- Jarak antar V – notch

Pg=(n ' × Lp )+(n ' × w)12,5 m=(1 32× 0,09 m )+(132× w)w=0,014 m

- Jarak V – notch ke tepi

w’ = w2=0,014 m

2=0,007 m

misal jarak gutter ke tepi = b, maka jarak antar gutter b’ = 2b

Loutlet=2 . Lg+2 b+2b

4,7 m=2 .0,09+4 b

b = 1,13 m

Jarak antar gutter, b’ = 2b = 2 x 1,13 m = 2,26 m

Saluran Pengumpul

Fungsinya untuk mengumpulkan air dari gutter sebelum menuju bak filtrasi.

A sal=Qv

=0,029 m3/det0,6 m /det

=0,05 m

A sal=L sal × H air

0,05=4,17 m × H air

H air=0,012 m

H sal=H air+F=0,012 m+0,3 m=0,312 m

Psal = 0,5 m

Kehilangan tekanan

Teknik lingkungan


Qnotch

= 815

× Co×√2 g× tanθ2

×hf52 Q

notch= 8

15× CD×√2 g× tan

θ2

×hf52

2,12 ×10−4 m3 /det ¿ 815

×0,584 ×√2.9,81× 1× hf52

Hf = 0,029 m

4.5 FiltrasiFiltrasi berfungsi untuk menyaring flok – flok halus yang masih lolos dari sub

unit sedimentasi media penyaringan menggunakan pasir silika dengan media tunggal

atau ganda.. Proses tersebut mempergunakan prinsip pembersihan alami dari tanah.

Filtrasi diperlukan untuk menyempurnakan penurunan kadar kontaminan seperti

bakteri, warna, rasa, bau, dan Fe sehingga diperoleh air yang bersih dan memenuhi

standar kualitas air minum. Filter dibedakan menjadi dua macam saringan yaitu

saringan pasir lambat dan saringan pasir cepat. Dalam perencanaan ini akan

menggunakan saringan pasir lambat karena kecepatan penyaringan lambat dapat

menyaring zat pengotor hingga diameter yang lebih kecil dibandingkan dengan

saringan pasir cepat (Joko, 2010).

Jumlah minimum dari filter untuk perencanaan pengolahan kecil kurang dari

90 L/detik adalah dua. Jika kapasitas perencanaan melebihi 90 L/detik, jumlah

minimum filter menjadi empat. Jumlah filter yang diperlukan dihitung dari persamaan

(Kawamura, 1991):

N=12 Q0,5

dimana :

N = Jumlah filter

Q = Debit maksimum rencana, m3/detik

a. Kriteria Desain

- Kecepatan filtrasi (νf) = 8 - 12 m/jam

- Tebal media pasir (Lp) = 60 - 80 cm

- Tebal media kerikil (Lk) = 10 - 30 cm

Teknik lingkungan


- Waktu backwash (tbw) = 5 - 15 menit

- Tinggi air diatas media = 0,9 - 1,2 m

- Diameter media (Øm) = 0,6 - 1,2 mm

- Ekspansi backwash = 30 - 50%

- An orifice (Aor) : A = (0,0015 - 0,005) : 1

- A lateral (Al) : Aor = (2 - 4) :1

- A manifold (Am) : Al = (1,5 - 3) :1

- Jarak orifice (Wor) = 6 - 20 cm

- Porositas = 0,36 - 0,45

- Diameter orifice (Øo) = 0,6 - 2 cm

- Kecepatan backwash (νbw) =15 - 25 m/jam

- Surface loading = 7 - 12 jam

b. Perencanaan

- v.f = 10 m/jam = 2,78 x 10-3 m/det

- Dor = 0,5 inci = 1,27 cm

- Aor = 0,0025 x A

- Wlat = 20 m/jam

- V bw = 20 m/jam

- Tebal Lapisan pasir,Lp = 70 cm = 0,7 m

- Tebal lapisan kerikil,Lk = 30 cm = 0,3 m

- Diameter pasir,Dp = 0,6 mm = 6 x 10-4 m

- Diameter kerikil,Dk = 3 mm = 3 x 10 -3 m

- Porositas awal, Po = 0,4

- V = 0,893 x 10 -6 m2/det

- NRe pasir = < 5

- NRe kerikil = > 5

- Ψ pasir = 0,82 (bulat)

Teknik lingkungan


- A lat = 2 x Aor

- A man = 1,5 x Aor

- % ekspansi kerikil akibat vbw = 10%

- T bw = 10 menit = 600 det

c. Perhitungan

Jumlah bak

N = 12. Q 0,5 = 12 x (0,029)0,5 = 2,04 2

Ditambah 1 bak cadangan, sehingga jumlah bak yang beroperasi 3 buah

Dimensi bak

Debit tiap filter, Qf = 14

×0,029 m3/det = 0,0073m3/det

Luas tiap unit filter, Af =QfVf

= 0,0073 m3/det2,78 x10−3 m /det

= 2,63 m2

Jika P : L = 2 : 1, maka

Af = 2. L2

2,63 = 2. L2

L = 1,15 m

P = 2 L = 2,3 m

H = 3 m

Sistem Underdrain

Orifice

Luas bukaan, Aor = ¼..D2

= ¼ . 3,14. (0,0127 m)2

= 1,27 x 10-4 m2

Jumlah lubang tiap filter, n = 0,0025

A¿

x A f

= 0,0025

1,27 x10−4x2,63 m2

= 51,7 ≈ 52 Lubang

Teknik lingkungan


Lateral

Luas bukaan, Alat = 2 x Aor x n

= 2 x 1,27.10-4 x 52

= 0,013 m2

Manifold

Luas total, A man = 1,5 x A lat

= 1,5 x 0,013 m2

= 0,02 m2

Diameter, D man =√ 4 x A manπ

= √ 4 x 0,023,14

= 0,16 m

P man = P bak = 2,3 m

Jumlah pipa lateral

n = P manW lat

x 2 = 2,30,2

x 2 = 23 buah

Jumlah pipa lateral tiap sisi = 232

= 11,5 ≈ 12 buah

Panjang pipa lateral tiap sisi :

P lat = L. bak−Dman−(2 xW lat)

2 =

1,15−0,16−(2x 0,2)2

= 0,3 m

Diameter pipa lateral :

D lat = √ 4 xA lat

nΠ

= √ 4 x0,013

233,14

= 0,026 m

Sistem Inlet

Inlet masing-masing unit filtrasi dilengkapi dengan sebuah valve yang berfungsi sebagai pembuka dan penutup saluran air saat akan filtrasi dan pencucian (backwash).

Inlet berupa pipa

Teknik lingkungan


Debit tiap saluran, Q1 = 0,029 m2/det3

= 0,0096 m3/det

Kecepatan dalam saluran 0,3 m/det.

Dimensi pipa :

A = 0,0096

0,3 = 0,032 m2

A = ¼ .Π. D2

0,032 m2 = ¼ .Π. D2

D = 0,20 m

Back Wash

Pasir

Kecepatan back wash, v bw = 6 x vf

= 6 x 2,78. 10-3

= 0,017 m/det

Porositas saat ekspansi

Pe = 2,95v1 /4,5

g1/3,6 x ¿ x v bw1 /3

Dp1/2

Pe = 2,95(0,893.1 0−6)1 /4,5

(9,81)1 /3,6 x ¿ x (0,017)1 /3

(6.1 0−4)1 /2 =0,65

Persentasi ekspansi

% ekspansi = Pe−Po1−Pe

x 100 = 0,65−0,41−0,65

x 100 = 71,42 %

Tinggi ekspansi

% ekspansi = ¿−Lp

Lp x100

0,7142 = ¿−0,7

0,7

Le = 1,2 m

Teknik lingkungan


Kerikil

Tinggi ekspansi

% eks = ¿−Lk

Lk x 100

0,7142 = ¿−0,3

0,3

Le = 0,52 m

Porositas saat ekspansi

Pe−Po1−Pe

= ¿−Lk

Lk

Pe−0,41−Pe

= 0,52−0,3

0,3

Pe = 0,65

Debit back wash, Qbw = v bw x A bak

= 0,017 m/det x 2,63m2

= 0,045 m3/det

Volume back wash, Vbw = Qbw x tbw

= 0,045 x 600

= 27 m3

Saluran Penampung Air Pencuci

Air bekas cucian yang berada di atas media penyalur dialirkan ke gullet melalui

gutter dan selanjutnya keluar melalui pipa pembuangan. Dasar saluran gutter harus

Teknik lingkungan


diletakkan di atas ekspansi maksimum pada saat pencucian. Hal ini dilakukan agar

pasir pada media penyaring tidak ikut terbawa pada saat pencucian.

Debit pencucian, Q = 20 m / jam

3600 x 4,68 m2 = 0,026 m3/det

Saluran gutter :

Panjang gutter, Pg = 3,66 m

Lebar gutter, Lg = 0,5 m

Kedalaman air disaluran gutter :

Hg = ¿ = ¿ = 4,7 x 10-4 m

- Air sisa pencucian dari gutter akan masuk ke dalam gullet dengan :

Lebar saluran, Lbuang = 0,2 m

Debit yang akan ditampung, Q buang = 0,026 m3/det.

Hbuang = ¿= ¿ = 2,9 x 10-3 m

Sistem outlet

Air yang telah disaring akan dialirkan melalui pipa outlet yang bersambungan

dengan pipa manifold, menuju ke reservoir. Diameter pipa outlet sama dengan

diameter pipa manifold yaitu sebesar 0,16 m.

1. Kehilangan Tekanan

a. Head loss pada media yang masih bersih

- Pasir

Cek bilangan Reynold

N ℜ = Ψ x Dp x v f

v =

0,82 x 6.1 0−4 x 2,78.1 0−3

0,893 .10−6

= 1,53 < 5 (OK)

Koefisien drag

CD= 24N ℜ

+ 3

√N ℜ

+0,34= 241,53

+ 3

√1,53+0,34=18,44

Teknik lingkungan


Head loss

Hf p=1,067

Ψx

CD

gx L p x

vf 2

Po4 x1

Dp

Hf p=1,0670,82

x18,449,81

x0,7 x( 2,78 .10−3 )2

(0,4 )4x

1

6.10−4

¿0,85 m

- Kerikil

N ℜ=1

1−Pox

vf x Dkv

= 11−0,4

x2,78 .10−3 x3.10−3

0,893 . 10−6

¿9,3>5 (OK )

hf k=180 xvg

x(1−Po )2

Po3 xvf

Dk2 x LK

hf k=180 x0,893 .10−6

9,81x

(1−0,4 )2

(0,4)3 x2,78 .10−3

(3.10−3)x0,3

= 0,002 m- Head loss total media

hf media=hf air+hf kerikil=0,11+0,85+0,002

= 0,98 m

b. Head loss sistem underdrain

- Orifice

Debit tiap filter = 0,0073 m3/dt

Debit orifice, Qor = Q1

n¿ =

0,007352

=1,4 . 10−4 m3/dt

Kecepatan di orifice, v¿=Q¿

A¿ =

1,4 .10−4

1,27 .10−4 =1,1 m/dt

Head loss,hf ¿=1,7 xv¿

2

2 . g=1,7 x ¿¿

Teknik lingkungan


- Lateral

Qlat=Q1

nlat

=0,007323

=3,1 .10−4m3/dt

V lat=Qlat

Al at

=3,1 .10−4

0,013=2,4 . 10−2m/dt

hf lat=1,3 x hf =1,3 x fLlat

D lat

xV lat

2

2. g

¿1,3 x0,026 x0,3

0,026x

(2,4 .10−2 )2

2 .9,81=1,14 .10−5 m

- Manifold

Qman=Q 1nman

=0,00731

=0,0073 m ³/dt

V man=Qman

Aman

=0,00730,02

=0,37 m /dt

hf man=1,3 x hf =1,3 x f xLman

Dman

xV man

2

2. g

¿1,3 x0,026 x2,3

0,16x

(0,37 )2

2 .9,81=3,4 . 10−3 m

- Head loss total underdrain

hf underdrain=hf ¿+hf lat+hf man

¿0,1+1,14 . 10−5+3,4 .10−3= 0,10 m

Head loss total awal

hf awal=hf media+hf underdrain

¿0,98+0,10= 1,08 m

Teknik lingkungan


Head loss media pada saat back wash

- Pasir

N ℜ=1

1−Pex

V bw x Dp

v= 1

1−0,65x

0,017 x 6 .10−4

0,893 .10−6

¿32,63

hf p=130 xv0,8

gx ¿¿

hf p=130 x(0,893 .10−6 )0,8

9,81x ¿¿

= 0,7 m

- Kerikil

N ℜ=1

1−Pex

V bw x Dk

v= 1

1−0,65x

0,017 x3 .10−3

0,893 .10−6

¿162,77 m

hf k=130 xv0,8

gx ¿¿

hf p=130 x(0,893 .10−6 )0,8

9,81x(1−0,65)1,8

(0,65 )3x

(0,017 )1,2

(3 .10¿¿−3)1,8 x0,52¿

= 0,014 m

Head loss sistem underdrain pada saat back wash

- Orifice

Q¿=Q bw

n¿=0,045

52=8,6.10−4 m3/dt

V ¿=Q¿

A¿= 8,6 .10−4

1,27 .10−4 =6,8 m /dt

hf ¿=1,7 xV ¿

2

2 . g=1,7 x

(6,77 )2

2x 9,81=2,34m

Teknik lingkungan


- Lateral

Qlat=Qbw

n lat

=0,04523

=2x 10−3 m3 /dt

V lat=Qlat

Alat

=2x 10−3

0,013=0,15m /dt

hf lat=1,3 x hf =1,3 x f xLlat

Dlat

xV lat

2

2.g

¿1,3 x0,026 x0,3

0,026x

(0,15 )2

2 .9,81=4,5 x10−4 m

- Manifold

Qman=Q bw

nman

=0,0451

=0,045 m ³/dt

V man=Qman

Aman

=0,0450,02

=2,25m /dt

hf man=1,3 x hf =1,3 x f xLman

Dman

xV man

2

2. g

¿1,3 x0,026 x2,30,16

x(2,25)2

(2.9,81)=0,12m

Head loss media pada saat back wash

hf bw=hf media+hf underdrain

¿0,7+0,014+2,34+4,5 x 10−4+0,12=3,17 m

Pompa Back Wash

- Head loss pada pompa

hf pompa=hf bw+hs+sisatekan=3,17 m+5+1=9,17m

Teknik lingkungan


- Daya pompa

P=ρ x g xQ bw xhf pompa

η=997 x 9,81 x0,045 x 9,17

0,75

P=5382 watt = 72 HP

4.6 DesinfeksiDesinfeksi adalah usaha untuk mematikan mikroorganisme yang masih tersisa

dalam proses, terutama ditujukan kepada yang pathogen. Terdapat bermacam-macam

cara desinfeksi :

Kimia :

Larutan kaporit

Gas klor

Gas ozon

Fisika :

- Gelombang mikro

- Ultraviolet

Pada proses desinfeksi dalam perencanaan instalasi pengolahan air bersih

Desa Sungai Asam akan digunakan desinfektan kimia berupa larutan kaporit.

Berikut merupakan perhitungan dosis dan unit pembubuh desinfektan yang

dibutuhkan untuk Desa Sungai Bulan :

a. Kriteria Desain :

- Debit Sungai bulan = 29 l/detik

- Daya pengikat klor = 0,25 ppm

- Sisa klor yang diinginkan = 0,50 ppm

- Dosis klor = 0,75 ppm

- Pembubuhan dilakukan tiap 8 jam

- Kadar klor dalam kaporit = 60%

- Kosentrasi larutan kaporit = 2%

- Massa jenis = 3,2 gr/100ml = 0,0032 kg/L

Teknik lingkungan


b. Perhitungan :

Dosis klor(m)=Q x dosis klor

¿ 2960

x 0,75 ppm

¿0,36 ppm

Keperluan klor = 100 x 0,36 = 36 mg/det = 3,11 kg/hari

Debit desinfektan (Q ' )=mρ= 3,11

0,0032=97,2

lhari

=4,05l

jam

Volumeklor yangdibutuhkan selama pencampuran (V C)

V C=Q ' x tC¿4,05 x 8¿32,4 l

Volume larutan dalam 2 %

V lar=100

2x 32,4¿1620 l=1,62 m3

Dimensi bak pembubuh

P =1,5m

L = 1m

H = 1m

debit dosis desinfektan

¿Q' x 1000

60=

4,05L

jamx1000

60¿67,5

mlmenit

Teknik lingkungan


BAB V

RANCANGAN FASILITAS PENUNJANG

Fasilitas penunjang dalam instalasi pengolahan air (IPA) merupakan hal sangat

penting. Adapaun fasilitas penunjang yang harus ada dalam bangunan instalasi

pengolahan air adalah sebagai berikut:

1. Laboratorium

Laboratorium diperlukan dalam pengolahan air minum. Laboratorium berfungsi

sebagai tempat pengujian terhadap air baku dan air minum yang sudah diolah.

Letak bangunan laboratorium sebaiknya dibangun didekat proses pengolahan air

minum (IPA) sehingga jarak untuk membawa sampel tidak jauh.

2. Kantor

Kantor merupakan fasilitas yang memiliki fungsi sebagai tempat pengaduan jika

terdapat masalah dalam distribusi air, seperti kebocoran. Selain itu juga kantor

berfungsi sebagai tempat administrasi dan penyimpan data-data/dokumen penting.

3. Reservoir

Merupakan bangunan yang terletak setelah proses pengolahan air selesai. Fungsi

dari bak ini adalah sebagai penampung air dan sebagai penyeimbang tekanan air.

Sebelum didistribusikan air akan masuk ke bak reservoir.

4. Pos jaga

Merupakan bangunan yang diperlukan untuk memantau dan menjaga keamanan

disekitar daerah produksi air. Sehingga mengurangi kemungkinan kehilangan

baran-barang yang tidak diinginkan.

5. Ruang pembubuh

Merupakan fasilitas bangunan yang memiliki fungsi sebagai tempat pembubuhan

bahan kimia sebelum dialirkan ke dalam bak pengolahan. Di ruang pembubuh

inilah koagulan yang akan digunakan dicampurkan terlebih dahulu dengan air

dengan perbandingan yang telah ditentukan sebelumnya.

Teknik lingkungan


6. Ruang pompa & genset

Merupakan bangunan yang diperlukan untuk menyimpan pompa dan genset agar

pompa terlindungi dari hujan dan panas sehingga tidak cepat rusak. Pompa

berfungsi untuk membantu tekanan air agar dapat mengalir dengan baik.

7. Gudang

Merupakan bangunan yang diperlukan untuk menyimpan barang-barang yang

diperlukan dalam suatu instalasi pengolahan air bersih.

8. Ruang penyimpanan bahan kimia

Merupakan bangunan fasilitas penunjang yang berfungsi sebagai tempat

penyimpanan bahan-bahan kimia yang diperlukan dalam pengolahan air bersih.

Bahan dan bangunan pelengkap harus memenuhi ketentuan berikut :

a. Struktur bangunan instalasi pengolahan air dan bangunan penampung air minum

dari beton bertulang, baja atau bahan lainnya berdasarkan pertimbangan kondisi

lapangan.

b. Ruang genset harus kedap suara, tahan getaran dan tidak mudah terbakar,

dilengkapi dengan peralatan pemeliharaan yang memenuhi ketentuan yang

berlaku.

c. Ruang pembubuh dan penyimpan bahan kimia dilengkapi exhaust fan, drainase

dan perlengkapan pembersihan.

d. Bangunan penunjang lainnya menggunakan bahan bangunan yang memenuhi

ketentuan yang berlaku.

e. Pondasi bangunan sesuai dengan kondisi setempat yang memenuhi ketentuan

yang berlaku.

Teknik lingkungan


Rancangan tapak harus mengikuti peraturan mendirikan bangunan yang berlaku

setempat. Apabila tidak ditentukan oleh peraturan setempat yang ada, untuk

kemudahan operasi dan pemeliharaan, jarak bagian terluar instalasi pengolahan air

paket terhadap bangunan lain disekitarnya yang terdekat sekurang-kurangnya sebagai

berikut:

1) 3, 0 meter untuk instalasi pengolahan air dengan kapasitas sampai dengan 20

l/detik

2) 4,0 meter untuk instalasi pengolahan air dengan kapasitas diatas 20 l/detik

Luas rencana tapak dan pelengkap bangunan harus memenuh ketentuan luas

berikut:

3) kapasitas sampai dengan 5 l/detik, luas minimal 2000 m2

4) kapasiras (10 – 30) l/detik, luas minimal 2400 m2

5) kapasitas (40 – 80) l/detik, luas minimal 3000 m2

Tata letak bangunan penunjang instalasi pengolahan air sebaiknya mudah

operasi, sirkulasi dan efisien, dilengkapi tempat parkir, pagar, kamar mandi, toilet dan

fasilitas penerangan. Untuk kebutuhan operasi dan pemeliharaan paket unit instalasi

pengolahan air harus dilengkapi dengan lantai pemeriksaan. Jalan masuk dari jalan

besar menuju ke tapak instalasi pengolahan air lebarnya harus mencukupi untuk

dilalui kendaraan roda empat. Jalan dan tempat parkir harus diberikan perkerasan

yang memadai, tapak instalasi pengolahan air haruas bebas banjir. Berikut gambar

rancangan fasilitas penunjang yang akan direncanakan

Teknik lingkungan


Teknik lingkungan

JALAN

J

A

L

A

N

5 m5 m

8 m8 m

14 m

3 m14 m

5 m

L = 14 mL = 25 m L = 3 m P = 15 m

RESERVOIRIPA RUANG POMPA & GENSET

KANTORPOSJAGA

LAHAN PARKIR

R.PENYIMPANANBAHAN KIMIA

RUANGPEMBUBUH

LABORATORIUM

GUDANG

45 m

9 m 30 m 6 m

2,66m 2,66m 36 m

1,35 m

Gambar 5.1 Skema Rancangan Fasilitas Penunjang


BAB VI

PERKIRAAN ANGGARAN BIAYA PELAKSANAAN PEKERJAAN

6.1 Anggaran Biaya Koagulan Jenis koagulan yang akan digunakan dalam pengolahan air minum ini adalah

Aluminium Sulfat Al2(SO4)3.18 H2O.

Dalam sehari, total koagulan yang akan digunakan sebesar 590 kg/hari. Harga 1 kg

Aluminium Sulfat Al2(SO4)3.18 H2O = Rp. 10.000,-

Total biaya=590kg

hari× Rp .10 .000,00=Rp .5.900 .000/hari

Jadi total biaya yang diperlukan untuk penggunaan Aluminium Sulfat adalah

Rp. 5.900.000/hari

Total biaya perbulan=Rp .5.900 .000 /hari x 30 hari¿ Rp .177.000 .000

6.2 Anggaran Biaya DesinfektanJenis desinfektan yang akan digunakan dalam pengolahan air minum ini

adalah kaporit.

Dari perhitungan yang telah dilakukan pada bab 4, diketahui bahwa dosis kaporit

yang akan digunakan untuk pengolahan air minum pada Desa Sungai Bulan

sebesar 3,11 kg/hari.

Harga 1 kg kaporit = Rp. 12.000,00

Total biaya=Rp .12 .000,00 x3,11kg

hari¿ Rp .37.320

Total biaya perbulan=Rp .37.320 /hari x 30 hari¿ Rp .1.119.600

Jadi total biaya yang diperlukan untuk penggunaan desinfektan selama satu

bulan adalah Rp. 1.119.600

Teknik lingkungan


6.3 Pompa dan Biaya UtilitasPompa yang digunakan dalam pengolahan air minum ini adalah sebanyak 2

buah yaitu pada dozing pump (koagulasi dan desinfeksi)

Berikut ini merupakan tabel klasifikasi pompa yang digunakan dalam

pengolahan air minum :

Tabel 6.1. Jenis dan spesifikasi pompa

No. Nama

Pompa

Spesifikasi Pompa yang

Digunakan

Jumlah Pompa

yang

Digunakan

Harga

Satuan

(Rp.)

Jumlah (Rp.)

1. Pompa

Dozing

Pump

Type Chemtech 100/30,

Tekanan 7 bars, Kapasitas

4,7 lt/jam, diaphragm

hypalon

2 Buah 750.000 1.500.000

Total Rp. 1.500.000

Sumber : data sekunder

Sumber energi yang digunakan adalah listrik dari Perusahaan Listrik Negara

(PLN). Diketahui jika harga listrik per kilo watt hour (KWH) adalah sebesar Rp.

730,-. Maka dihitung daya yang digunakan pada saat pengolahan yaitu pada saat

menhidupkan pompa yang yang bekerja yakni sebagai berikut :

Tabel 6.2. Daya yang digunakan pada unit pengolahan

No Proses Pengolahan Daya (Watt)

1 prasedimentasi 1549

2 Koagulasi 3059

3 Flokulasi 51,71

4 Filtrasi 5382

Total 10.041,71

Sumber : data sekunder

Maka biaya yang dikeluarkan adalah:

Biaya = (10.041,71/1000) x 24 jam = 241 KWH

= 241 KWH x Rp. 730,00 = Rp. 175.950/hari = Rp. 5.278.500 bulan.

Teknik lingkungan


DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2001. Peraturan Pemerintah Nomor 82 Tahun 2001. Pemerintah Republik

Indonesia.

Anonim, 2002. Keputusan Menteri Kesehatan RI No. 907/Menkes/SK/VII/2002.

Kementrian Kesehatan.

Badan Pusat Statistik, 2009. Kabupaten Sintang Dalam Angka Tahun 2009. BPS

Kabupaten Sintang : Sintang.

Chandra, Budiman, 2007. Pengantar Kesehatan Lingkungan. UI Press : Jakarta.

Departemen Pekerjaan Umum, . Standar Kebutuhan Air.

Japan International Coorperation Agency, 1974, Water Treatment Engineering

Joko, Tri, 2010. Unit Produksi Dalam Sistem Penyediaan Air Bersih. Graha Ilmu :

Yogyakarta.

Kawamura, Susumu, 1991. Integrated Design of Water Treatment Facilities. John

Wirley & sons inc : New York.

Linsley, 1989. Hidrologi untuk Insinyur. Erlangga : Jakarta.

Reynolds, Ton D dan Richard, Paul A, 1996. Unit Operations and Processes in

Evirontmental Engineering 2nd edition. PWS Publishing Company : Boston.

SNI 6773, 2008. Spesifikasi Unit Paket Instalasi Pengolahan Air.

SNI 6774, 2008. Tata Cara Perencanaan Unit Paket Instalasi pengolahan Air.

Sutrisno, 2002. Teknologi Penyediaan Air Bersih. PT Rineka Cipta : Jakarta.

Teknik lingkungan


DAFTAR ISI

PRAKARTADAFTAR ISIDAFTAR TABELDAFTAR GAMBARBAB I.........................................................................................................................................1

PENDAHULUAN....................................................................................................................1

1.1 Latar Belakang.....................................................................................................1

1.2 Gambaran Umum.................................................................................................2

1.3 Tahapan Perencanaan Perancangan......................................................................2

1.4 Sistematika Laporan Perancangan........................................................................3

BAB II.....................................................................................................................................4

SUMBER AIR BAKU.........................................................................................................4

2.1 Standar Kualitas Air.............................................................................................6

2.2 Penentuan Sumber Air Baku................................................................................9

2.3 Karakteristik Sumber Air Baku............................................................................9

2.4 Perancangan Bangunan Pengambilan Air / Intake..............................................10

2.5 Perhitungan dimensi Intake................................................................................12

BAB III..................................................................................................................................13

PERENCANAAN SISTEM PENGOLAHAN...................................................................13

3.1 Kualitas Air Baku...............................................................................................13

3.2 Jenis Sistem Pengolahan.....................................................................................14

3.3 Rencana Sistem Pengolahan...............................................................................19

BAB IV..................................................................................................................................21

RANCANGAN BANGUNAN PENGOLAHAN AIR.......................................................21

4.1 Pra-sedimentasi..................................................................................................21

4.2 Koagulasi...........................................................................................................29

4.3 Flokulasi.............................................................................................................34

4.4 Sedimentasi........................................................................................................39

4.5 Filtrasi................................................................................................................47

Teknik lingkungan


4.6 Desinfeksi...........................................................................................................58

BAB V...................................................................................................................................60

RANCANGAN FASILITAS PENUNJANG.....................................................................60

BAB VI..................................................................................................................................64

PERKIRAAN ANGGARAN BIAYA PELAKSANAAN PEKERJAAN..........................64

6.1 Anggaran Biaya Koagulan..................................................................................64

6.2 Anggaran Biaya Desinfektan..............................................................................64

6.3 Pompa dan Biaya Utilitas...................................................................................65

DAFTAR PUSTAKA............................................................................................................66

LAMPIRAN

Teknik lingkungan

92053792-laporan-sesungguhnya

Documents